行業(yè)動(dòng)態(tài)
建筑硅酮密封膠在建筑工程中提供結(jié)構(gòu)化固定和耐候密封的功能,是保障建筑工程質(zhì)量和工程使用壽命的關(guān)鍵。工程質(zhì)量包括安全和美觀兩方面要求,安全是基礎(chǔ)和根基,美觀是外在和表現(xiàn)。針對(duì)不同地區(qū)的不同環(huán)境,硅酮密封膠的種類、穩(wěn)定性和施工方便性會(huì)顯著影響建筑工程質(zhì)量的安全和美觀。
建筑密封膠是一類用于建筑工程結(jié)構(gòu)化固定、填縫密封和常溫固化的密封材料。現(xiàn)代建筑,尤其是現(xiàn)代的幕墻建筑,眾多的單元板塊的結(jié)構(gòu)化固定和接縫都需要使用這類密封材料,作為現(xiàn)代建筑工程中的必要組成部分,密封膠不僅是建筑安全、節(jié)能、防水和隔音最重要的因素之一,也是建筑美觀與否的決定性因素之一。
硅酮類密封膠占絕對(duì)主導(dǎo)
根據(jù)密封膠主體聚合物的不同,可以分為硅酮密封膠、聚氨酯密封膠、聚硫密封膠、丁基密封膠、丙烯酸密封膠、瀝青密封膠和改性類密封膠等。硅酮密封膠由于其在成本和耐候性上的巨大優(yōu)勢(shì),使得其在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。據(jù)2010年不完全統(tǒng)計(jì),全球建筑類密封膠市場(chǎng)硅酮類占比超過70%,聚氨酯類占比20%左右,其它類密封膠占比不足10%,特別是在發(fā)達(dá)的歐美國家,由于輕質(zhì)幕墻建筑的廣泛使得硅酮類密封膠在其建筑市場(chǎng)中占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位,占比超過85%。硅酮類密封膠根據(jù)其交聯(lián)劑種類又可以分為羧酸型、酮肟型和醇型等,其中發(fā)展中國家主要使用羧酸型硅酮密封膠,我國和歐美發(fā)達(dá)國家以酮肟型硅酮密封膠為主,醇型硅酮密封膠次之,羧酸型硅酮密封膠幾乎已不使用。這三類硅酮密封膠的分類依據(jù)、特點(diǎn)與不足見下表:
建筑硅酮密封膠的分類與介紹
1.羧酸型硅酮密封膠
羧酸型硅酮膠一般都是使用脫醋酸的交聯(lián)劑,也是最早被開發(fā)和使用的一類硅酮膠,具有硫化速度快,表面硫化快,力學(xué)強(qiáng)度適中,對(duì)玻璃粘結(jié)性好,透明度高等優(yōu)點(diǎn)。但是由于在固化過程中,脫去的醋酸有強(qiáng)烈的刺激性氣味,在施工過程中對(duì)施工人員的呼吸道和皮膚具有較強(qiáng)的腐蝕作用,并且對(duì)較多金屬基材有腐蝕性,對(duì)鋁型材和混凝土的粘結(jié)性差。因此目前在國內(nèi)建筑市場(chǎng)上羧酸型硅酮膠的占比較少,只在某些低端家裝市場(chǎng)中有使用,主要在欠發(fā)達(dá)國家中使用。
2.酮肟型硅酮密封膠
酮肟型硅酮膠的交聯(lián)劑一般使用三丁酮肟硅烷,其中R基團(tuán)以甲基、乙烯基或苯基為主,是使用最為廣泛的一類中性硅酮膠,有一定的氣味,對(duì)銅以外的基材均無腐蝕性,且表干時(shí)間短,深層固化速度可調(diào),而且儲(chǔ)存穩(wěn)定性好,對(duì)建筑中的基材均有較好的粘結(jié)性,對(duì)于特殊噴漆的型材需要使用配套底涂實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的有效粘結(jié)。
3.醇型硅酮密封膠
醇型硅酮膠一般使用三甲氧基或三乙氧基硅烷作為交聯(lián)劑,在儲(chǔ)存過程中接觸微量的水會(huì)發(fā)生脫醇反應(yīng),產(chǎn)生的醇會(huì)與硅酮膠的聚合物主體聚硅氧烷(107)發(fā)生斷鏈反應(yīng),導(dǎo)致硅酮膠硫化時(shí)間變長,施工性能下降。因此醇型膠的儲(chǔ)存性能較差,在儲(chǔ)存過程中膠樣易發(fā)生黃變,對(duì)配方和生產(chǎn)工藝要求較高,導(dǎo)致生產(chǎn)成本也較高。醇的氣味較醋酸和酮肟更低,即更加環(huán)保,對(duì)各類基材均無腐蝕作用,固化所得膠樣的模量較高、伸長率也較高,但是其交聯(lián)劑活性較醋酸型和酮肟型低,因此硫化時(shí)間長、表干時(shí)間長、深層固化慢,
工程應(yīng)用中的硅酮膠選擇
建筑硅酮密封膠在建筑工程中提供結(jié)構(gòu)化固定和耐候密封的功能,是保障建筑工程質(zhì)量和工程使用壽命的關(guān)鍵。工程質(zhì)量包括安全和美觀兩方面要求,安全是基礎(chǔ)和根基,美觀是外在和表現(xiàn)。針對(duì)不同地區(qū)的不同環(huán)境,硅酮密封膠的種類、穩(wěn)定性和施工方便性會(huì)顯著影響建筑工程質(zhì)量的安全和美觀。
建筑工程中,對(duì)于結(jié)構(gòu)化固定和耐候密封這兩種不同的要求,硅酮膠的選擇就各有不同。結(jié)構(gòu)化固定主要考量硅酮膠的強(qiáng)度模量和粘結(jié)性,因此醇型雙組份硅酮膠是較好的選擇,醇型膠的強(qiáng)度模量較高,能有效地提供結(jié)構(gòu)化固定作用,粘結(jié)性也較好,對(duì)不同的基材均能提供較好的粘結(jié),只在某些特殊噴漆的鋁型材上需要使用配套底涂,但是由于單組份醇型膠的儲(chǔ)存穩(wěn)定性不佳,因此選用醇型雙組份硅酮膠。
對(duì)于耐候密封要求主要考量硅酮膠的耐候性和韌性。即在使用環(huán)境中,承受紫外線光照、臭氧、濕氣、溫度變化等氣候老化下的穩(wěn)定性,以及在這些環(huán)境變化下硅酮密封膠伸長收縮的穩(wěn)定性。硅酮膠作為耐候性密封膠使用過程中,會(huì)常遇到起泡和起鼓兩種現(xiàn)象,如下圖所示。左側(cè)顯示的是起泡,右側(cè)顯示的是起鼓。
硅酮膠起泡起鼓的成因分析
起泡和起鼓的原因各有不同。其中起泡的原因較為復(fù)雜,主要分為以下七種情況:
1.注膠時(shí)裹進(jìn)了空氣,裹進(jìn)膠縫里面的空氣不易溢出,把膠縫慢慢撐起氣泡。這種現(xiàn)像在能提供±25%以上膠縫位移能力的耐候膠的應(yīng)用上,更容易發(fā)生,所以,愈是能提供高位移能力的耐候膠,注膠時(shí),更要注意注膠的均勻性。豎膠縫一般注膠可采用從下向上施膠,可克服一些起泡現(xiàn)象。
2.注膠時(shí)接口潮濕,接口里面潮濕未干就直接注膠,等太陽照射粘結(jié)基材及膠縫時(shí)接口里面的溫度升高,膠縫里面的潮氣蒸發(fā),會(huì)把未固化的、比較軟的膠縫隆起泡。
3.泡沫棒放氣,膠縫里面的墊桿一般都選用閉孔型高發(fā)泡的聚乙烯泡沫棒,在放置時(shí)由于不當(dāng)擠壓,造成內(nèi)部氣囊破裂,釋放出空氣;另外一種情況,耐候膠一般醇型比較多,醇型耐候膠在固化時(shí)會(huì)釋放出乙醇,乙醇與有些泡沫棒起反應(yīng)產(chǎn)生氣泡。
4.膠未固化時(shí)太陽暴曬,硅酮膠剛注完膠就讓太陽暴曬,會(huì)引起膠縫內(nèi)部出現(xiàn)蜂窩狀氣泡,從而引膠縫外部隆起,這種情況在醇型硅酮膠使用時(shí)會(huì)更明顯一些。
5.基材表面溫度過高,在基材表面溫度超過50℃時(shí)注膠,就會(huì)引起膠縫起泡,在金屬板幕墻的耐候嵌縫時(shí),會(huì)遇到上述情況。
6.晝夜溫差大,接口熱脹冷縮較大,這種情況在鋁板幕墻注膠時(shí),較容易出現(xiàn)。鋁是膨脹系數(shù)較大的材料,在我國北方地區(qū)的春天或秋天晝夜溫度較大,大的鋁板塊,熱脹冷縮也較多,接口位移較大,耐候膠嵌縫后,接口的實(shí)際位移是由膠縫來承受的,在固化過程中,過大的、反復(fù)的伸縮位移會(huì)引起膠縫起泡。
7.北方地區(qū)春天氣候干燥,空氣中溫度的大小,和固化速度的關(guān)系很密切。我國北方地區(qū)春天氣候很干燥,硅酮膠注膠后,固化時(shí)間很長,未固化前的硅酮密封膠,極易受到外部環(huán)境的影響,為各種起泡現(xiàn)象提供了機(jī)會(huì)。
起鼓則主要是由于在施工注膠和硫化過程中,溫差較大引起各單元板塊之間的伸縮移動(dòng),導(dǎo)致未硫化足夠強(qiáng)度的硅酮膠被拉伸,硫化完全時(shí)則無法恢復(fù)到原有寬度,導(dǎo)致膠條起鼓;另一種原因則是施工環(huán)境濕度太低,導(dǎo)致硫化速度太慢,使得在硫化過程中,環(huán)境變化引起膠條的收縮拉伸無法復(fù)原。
起泡起鼓的預(yù)防及解決方案
目前已有高品質(zhì)的耐候性硅酮密封膠針對(duì)晝夜溫差大,濕度低的施工環(huán)境,保證在施工過程中既不會(huì)起泡也不會(huì)起鼓,同時(shí)保證了建筑工程的安全,也滿足了建筑美觀的要求。這兩方面的目的,可以通過調(diào)節(jié)硅酮膠的深層固化速度來實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)配方的調(diào)整,包括改性交聯(lián)劑的R基團(tuán)、提高催化劑的催化活性、使用兩種或多種交聯(lián)劑的組合來提高硅酮膠的深層固化速度,使得硅酮膠在施工硫化過程中在發(fā)生較大的環(huán)境變化之前發(fā)生一定強(qiáng)度的深層固化,能夠抵抗這種變化引起的伸縮位移。一般酮肟型、醇型和快干酮肟型硅酮膠的固化深度曲線如下圖所示。
醇型硅酮膠的固化速度較慢,因此在施工環(huán)境變化較大的地區(qū),不適宜采用醇型硅酮膠作為耐候性密封膠使用,造成起泡和起鼓的風(fēng)險(xiǎn)很大;而一般的酮肟型硅酮膠的固化速度雖然較快,但是在某些晝夜溫差極大、濕度極低的地區(qū)仍然會(huì)遇到固化速度變慢,不足以在引起環(huán)境溫度變化的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)足夠的固化強(qiáng)度;因此為了保證安全,尤其是在冬季極其干燥以及溫差顯著的地區(qū)建議選擇快干型的酮肟硅酮膠來實(shí)現(xiàn)防止起泡和起鼓現(xiàn)象,同時(shí)既能保證建筑工程的安全質(zhì)量,也能保障工程的外觀質(zhì)量。
起泡和起鼓的問題出現(xiàn)和解決,歷經(jīng)了很長的時(shí)間,伴隨著國內(nèi)硅酮密封膠行業(yè)的發(fā)展,能夠確實(shí)解決這一問題的品牌,必然是在這一領(lǐng)域深耕細(xì)作十幾年,甚至更長的時(shí)間,堅(jiān)持對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問題的發(fā)現(xiàn)、研究、分析和解決,才能真正做到從客戶出發(fā)、從應(yīng)用出發(fā),解決問題,提升產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性。而且為了保證建筑工程的安全和美觀,硅酮密封膠產(chǎn)品必須具備足夠的穩(wěn)定性,而這一穩(wěn)定性也需要硅酮密封膠企業(yè)在產(chǎn)品性能研究、原料控制和工藝改進(jìn)提升上不斷創(chuàng)新和投入,能做到這一點(diǎn)的必然是在這一細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域堅(jiān)持耕耘發(fā)展的行業(yè)隱形冠軍。因此所選擇的硅酮密封膠產(chǎn)品不僅需要符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn),具備良好的行業(yè)口碑和工程案例,具備完善的售前、售中和售后服務(wù),還需要具備在這一細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域長期堅(jiān)持深耕細(xì)作的保障。
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